分立元件封装尺寸及PCB板材工艺与设计实例

Posted 2020-07-26 Kevin_Hwang

分立元件封装尺寸

inch	mm	(L)mm	(w)mm	(t)mm	(a)mm	(b)mm
0201	0603	0.6±0.05	0.30±0.05	0.23±0.05	0.10±0.05	0.60±0.05
0402	1005	1.00±0.10	0.50±0.10	0.30±0.10	0.20±0.10	0.25±0.10
0603	1608	1.60±0.15	0.80±0.15	0.40±0.10	0.30±0.20	0.30±0.20
0805	2012	2.00±0.20	1.25±0.15	0.50±0.10	0.40±0.20	0.40±0.20
1206	3216	3.20±0.20	1.60±0.20	0.55±0.10	0.50±0.20	0.50±0.20
1210	3225	3.20±0.20	2.50±0.20	0.55±0.10	0.50±0.20	0.50±0.20
1812	4832	4.80±0.20	3.20±0.20	0.55±0.10	0.50±0.20	0.50±0.20
2010	5025	5.00±0.20	2.50±0.20	0.55±0.10	0.60±0.20	0.60±0.20
2512	6432	6.40±0.20	3.20±0.20	0.55±0.10	0.60±0.20	0.60±0.20

 

 

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板材工艺

以下参数或表格仅仅代表部分的板材工艺以及仿真选取参数，实际生产会有一定出入（但偏差不大！）

 仿真计算软件使用polar的"Si9000"。

 

1oz=28.35g，1oz铜厚指1平方英尺的面积上平均铜箔的重量等于1oz的平均厚度，Hoz代表0.5oz。
1ft²=0.09290304m²，铜密度=8.9g/cm³。H=1oz/铜密度/1ft²。
计算得到H=34.3um，则1oz铜厚=H=34.3um=1.35mil。
但在PCB制作中，内层铜厚因为被打磨蚀刻而减少，外层则由电镀铜而加厚。
取内层1.2mil，外层1.8~2.1mil。

 

PCB芯板(core)厚度对照表：

芯板标称(mm)	0.13	0.21	0.25	0.36	0.51	0.71	/
英标(mil)	5	8	10	14	20	28
芯板标称(mm)	1.0	1.2	1.6	2.0	2.4	2.5	0.8
英标(mil)	38.98	45.25	61.02	76.77	92.52	96.46	31.5

 Note：第一行的芯板不含铜，第三行的芯板含铜。

 

半固化片材料(prepreg)的厚度以及介电常数对照表：

型号	厚度	介电常数
1080	2.8mil	4.3
3313	3.8mil	4.3
2116	4.5mil	4.5
7628	6.8mil	4.7

 

由于铜箔腐蚀的关系，导线的横截面不是矩形，而是梯形。

线条梯形截面参数对照表：

层	上线宽(mil)	下线宽(mil)
内层(0.5oz铜厚)	W-0.5	W
内层(1.0oz铜厚)	W-1	W
外层(0.5oz铜厚)	W-1	W
外层(1.0oz铜厚)	W-0.8	W-0.5

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 PCB叠层设计实例

 以下是本人工作6层阻抗板叠层设计的案例，对于每个板厂材料的差异，仿真计算有一定出入。

 设计要求：板厚1.0mm，单端阻抗50Ohm±10%，差分阻抗90Ohm±10%和100Ohm±10%。

 叠层设计signal(L1)--gnd(L2)--signal(L3)--signal(L4)--power(L5)--signal(L6)。

PCB供应商提供板材压合图：

 

L1/L6参考平面分别为L2/L5，L3/L4参考平面分别是L2(主要)&L4和L3&L5(主要)。

以下计算均是板厂提供的模型和参数计算所得，每个板厂均有差异，最好设计前与板厂取得相关参数。调整板层压合和线宽达到阻抗要求。

若没有固定供应商，则需选取一个合适的板层压合结构并且按照相近的参数，最后与板厂微调线宽达到设计要求(阻抗)。

 

 

L1/L6单端50Ohm，PCB线宽为5mil，仿真如下图：

 

 

L1/L6差分90Ohm，PCB线宽为5mil&线距6mil，仿真如下图：

 

 

L3/L4差分90Ohm，PCB线宽为5.3mil&线距6mil，仿真如下图：

 

 

 

L1/L6差分100Ohm，PCB线宽为4mil&线距7mil，仿真如下图：

 

 

L3/L4差分100Ohm，PCB线宽为4.5mil&线距7mil，仿真如下图：